【正文】 1212 c o sc o s c o sc o s PPGA ??? （ 37） 將四連桿機構(gòu)的幾何特征所要求的角度，選定 1P 、 2P 、 1Q 、 2Q 代入（ 37）式，可求得 GA 的比值。 液壓支架四連桿機構(gòu)的幾何作圖 作圖步驟如下： 確定后連桿下鉸點 O的位置，使它大體比底座略高 ,一般為 200~250mm（或類比同類） ，太低安裝銷子困難，太高底座笨重； 過 O 點作與底座底面平行的水平線 H— H線； 過 O 點作與 H— H線相交為 1Q 角的線； 以 O 點為圓心， A為半徑，與上線交一點 a，即為后連桿與掩護梁的上鉸點； 過 a 點作與 H— H線相交為 1P 角的斜線，以 a點為圓心 ,G為半徑交一點 e? ，此點為掩護梁與頂梁的鉸點； 17 過 e? 點作與 H— H線的平行線 F— F 線，則 H— H線與 F— F 線的距離為 mH ，為液壓支架最高位置時的計算高度； 以 a 點為圓心，掩護梁 G的 ~（我取 ）長為 半徑，在掩護梁上交一點b，為前連桿上鉸點的位置； 過 e? 點作 F— F 線的垂線 (認為液壓支架在升降時， e? 點近似在此直線上滑動 )； 在垂線上作液壓支架在最低位置時，頂梁與掩護梁的鉸點為 e? ； 取 ee?? 中點為 e? 點，為液壓支架降到中間位置時掩護梁與頂梁的鉸點； 1以 O點為圓心， oa 為半 徑作圓弧； 1以 e? 為圓心，掩護梁長 ea? 為半徑，交圓弧上一點 a? ，此點為液壓支架降到中間位置時，掩護梁與后連桿的鉸點； 1以 e? 為圓心，掩護梁長 ea? 為半徑，交圓弧上一點 a? ， 此點為液壓支架降到最低位置時，掩護梁與后連桿的鉸點； 1 連接 ae?? 、 ae ??? 。 19 圖 支架 配套設(shè)備 在工作面的相對位置關(guān)系 掩護式支架頂梁長度計算 頂梁長度 =[配套尺寸 +底座長度 + ? ?1cosAQ][ ? ?1cos 300G P e??]+掩護梁與頂梁鉸點至頂梁后端點之距（ mm） (411) 配套尺寸 — 參考原煤炭部煤炭科學研究院編制的綜采設(shè)備配套圖冊確定； 底座長度 — 底座前端至后連桿下鉸點之距； e — 支架由高到低頂梁前端點最大變化距離 ,取 e =19mm。 20 液壓支架的性能參數(shù)確定 支架有效工作阻力與支護面積之比定義為支護強度。較大的初撐力能使支架較快達到工作阻力，減慢頂板的早期下沉速度，增加頂板的穩(wěn)定性。 立柱是支架的承壓構(gòu)件，它長期處于高壓受力狀態(tài)，它除應具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，還必須有足夠的抗壓，抗彎曲度，良好的密封性能，結(jié)構(gòu)簡單，并能適應支架的工作要求。圖 b 為鉸接式頂梁，由前梁和后梁鉸接而成，分別由前、后排立柱支撐。也可以用前梁千斤頂和伸縮千斤頂配合使用，使前梁既可以伸縮，也可以上下擺動。 按頂梁的斷面形狀，還可以把頂梁分成如下結(jié)構(gòu)形式： （ 1） 閉式頂梁 閉式頂梁為頂梁上、下蓋板與筋板焊接成封閉型，如圖 所示。 ZY3200 液壓支架的底座采用分體式鋼性結(jié)構(gòu)。為了加強支架后部的擋矸和防轉(zhuǎn)性能，在后連桿上設(shè)置側(cè)護板。但當改換工作面開采方向時，活動側(cè)護板便位于傾斜方向的上方，對調(diào)架、防倒等帶來不便，所以很少采用。可以根據(jù)工作面傾角方向調(diào)整一側(cè)固定，另一側(cè)活動，適應性強。 12 224000 cosadFP nD??? ?28c o s20xx 36004000 2 ??? ?? ? MPa65? 二級缸 筒 所需最小厚度 ： ? ?? ? ???????????? ppD ??? ???????? ??? ???? mm15? 考慮到需要安裝導向套，選取缸筒內(nèi)壁厚度為 20?? mm 雙伸縮立柱動作原理 雙伸縮立柱動作原理如下： 31 圖 雙伸縮立柱的工作原理圖 高壓液體從 B進入立柱下腔，把中缸推起，同時中缸上腔液體從 A 排出； 當中缸全部升起時，由于中缸下腔壓力增大而使單向閥打開，液體進入中缸內(nèi)部，把活柱推起，同時中缸上腔液體從 A排出； 需要降柱時，使液體從 A進入立柱，同時進入中缸上腔和立柱上腔，由于中缸底部單向閥無法打開，所 以活柱不能縮回。這時立柱以“工作阻力”支護頂板。為偏于安全，在計算時把外載荷視為載荷。 （ 7） 按不同支護高度時各部件最大受力值進行強度校核。將此式與上式聯(lián)立解出如下： ? ?? ?33222813131 c o ss i n)s i nc o s( WhL hhLPhLPF kt ? ????? ??? (52) 34 圖 頂梁和掩護梁 的受力分析 當 8P 為正 且 0?W , 1F 有最小值；當 8P 為負 且 0?W , 1F 有最大值。 1． 缸體材料采用 27SiMn 無縫鋼管，取抗拉強度 1000?b? MPa，強度條件為 ][??bn?≥ [n] （ 54） 式中 ， ][? — 缸體許用應力， MPa； ][n — 許用安全系數(shù)，取 ～ 4。 35 液壓支架 頂梁 的強度計算 強度條件 在液壓支架的研制、試驗過程中， 各構(gòu)件的強度計算是極為必要的。進行某一部件的強度校核時，應取其受力最大時的高度。所以，在強度計算 時不計，使掩護梁偏于安全。在頂板下沉過程中，支架的頂梁與頂板有相對滑動的現(xiàn)象，支架不僅受有垂直于頂梁的力，還受有平行于頂梁的摩擦力。采 32 煤機采過一個截深之后，支架前移一個步距，支護新暴露出來的頂板。 本章在第二章的基礎(chǔ)上對支架進行更進一步的設(shè)計。這種類型側(cè)護板又有三種型式，圖 a，頂梁上無頂板，側(cè)護板易被冒落矸石壓住， 影響側(cè)護板的伸縮；圖 、 c，在頂梁上加設(shè)頂板，克服了以上的缺點，但支架承載時，側(cè)護板裝置受力很大。由于固定側(cè)護板與梁體焊接在一起，既節(jié)省材料又可加固梁體?；顒觽?cè)護板裝在掩護梁的一側(cè)。 對于掩護式和支撐掩護式支架，為便于側(cè)護板能自由伸縮，要在頂梁頂面上加焊一 塊比側(cè)護板稍厚的鋼板，稱為頂板，如圖 中 a，同時也增強了頂梁的結(jié)構(gòu)強度。為加強結(jié)構(gòu)的剛度，在上下蓋板之間焊有加強筋板，構(gòu)成封閉式棋盤型。在鉸接前梁 2 安裝有前梁千斤頂 4，用來支撐靠近煤壁處的頂板，同時還可以使前梁上、下擺角，適應頂板起伏變化和增加頂梁前端的支撐能力。 頂梁的設(shè)計 頂梁結(jié)構(gòu)形式 液壓支架的頂梁是直接支撐頂煤和間接支撐直接頂及老頂部分載荷的承載部件，除滿足一定的剛度和強度外，還要求對頂板覆蓋率要高，以減少降、移支架過程中漏煤。 液壓支架要有足夠的移架力和推溜力，推溜力一般為 100～ 150 KN 。 M — 截割高度， m。 )(2128 cos50176。 先移架后推溜 (又稱及時支護方式 )要求頂梁長度較長，先推溜后移架 (又稱滯后支護方式 )要求頂梁長度較短。、 1Q =70176。比如 ，立柱柱窩的位置確定 跟同類支架相差很大等 等 問題 。 從圖 可以看出，當掩護梁和后連桿已知，只要找到前連桿的長度和位置就可以了。；支架在最低位置時，考慮矸石便于下滑，以防矸石停留在掩護梁上，根據(jù)物理學摩擦理論可知，則要求 fP?tan ，如果按鋼和矸石的摩擦系數(shù) f=，可求得 tan ? ，則 P=176。由于它處在隔離采空區(qū)的位置，故可以起到良好的擋矸作用； （三） 抵抗水平力 觀測表明：綜采面給予支架的外載，不但有垂直 于煤層頂板的分 13 力，而且還有沿巖層層面指向采空區(qū)方向（或指向煤壁方向）的分力，這個水平推力由液壓支架的四連桿機構(gòu)承受，從而避免了立柱因承受水平分力而造成立柱彎曲變形； （四） 提高支架穩(wěn)定性 鑒于四連桿機構(gòu)將液壓支架連成一個重量較大的整體，在支架承載階段，其穩(wěn)定程度較高。但是，梁端距過小則易產(chǎn)生采煤機滾筒割頂梁事故。一般范圍是 ~，煤層較薄時選大值。 通過對國內(nèi)外架型分析、研究，結(jié)合該工作面開采技術(shù)條件，最終選定支護強度為 的 ZY3200 型支架作為該工作面支架，能夠保證工作面支護強度。支架的初撐力和工作阻力要適應直接頂和基本頂巖層移動產(chǎn)生的壓力，將空頂區(qū)的頂板移近量控制到最小程度； 支架結(jié)構(gòu)應與煤層賦存條件相適應； 支護斷面應與通風要求相適應，保證足夠風量，且風速不能超過規(guī)定值； 液壓支架應與采煤機、刮板輸送機等設(shè)備相匹配。 復合支護 一般循環(huán)方式為：割煤 — 支架伸出伸縮梁 — 推溜 — 收伸縮 梁 — 移架。 液壓支架的支護方式 綜采工作面的主要生產(chǎn)工序有采煤、移架和推溜。 AA 截面是采煤機割煤前支架的工作狀態(tài)。它表明液壓支架在低于額定工作阻力下工作時，具有 增阻性，以保證支架對頂板的有效支撐作用，在達到額定工作阻力時，具有恒阻性；為使支架恒定在此最大支撐力，又具有可縮性，即支架在保持恒定工作阻力下，能隨頂板下沉而下縮。 澳大利亞也基本上采用一井一面的高度集中化生產(chǎn)，使用兩柱掩護式支架，支架的平均工作阻力為 7 640 kN。 為減少割煤時間，一般采用 m～ 1m 的截深 。 液壓支架技術(shù)的發(fā)展趨勢 液壓支架實現(xiàn)自動控制后，就可有效地克服上述缺點，實現(xiàn)對支架的電液控制，而且有多種控制方式可供選擇，人員可在較安全的地方集中對整個工作面的支架進行遠程控制或程序控制 。 數(shù) 1． 頂板條件 根據(jù)老頂和直接頂?shù)姆诸?，對支架進行選型。 適用于緩傾斜厚煤層高產(chǎn)高效的液壓支架分為機械化鋪聯(lián)網(wǎng)支架 、 一次采全高支架和放頂煤支架三大類 。 從 1958 年開始設(shè)計掩護式支架， 1964 年開始由專門研究室全面開展架型及閥類的攻關(guān)， 20 世紀 70 年代初開始液壓支架的研制工作，先后研制出垛式 、 節(jié)式及掩護式支架 。因而大大的改善了回采工作面的工作條件、降低了人們的勞動強度、有效的增加了勞動安全性，使工作面的產(chǎn)量和效率得到了很大的提高，并為工 作面的自動化創(chuàng)造了條件。 我國煤礦中使用的支架類型很多，按照支架采煤工作面安裝位置來劃分有端頭液壓支架和中間液壓支架。 ............................. 錯誤 !未定義書簽。它是以高壓液體作為動力，能夠?qū)崿F(xiàn)支撐、切頂、移動液壓支架和推移輸送機等一整套工序。實現(xiàn)以信息技術(shù)和機電一體化技術(shù)為核心的綜合自動化、以清潔生產(chǎn)和潔凈煤技術(shù)為基礎(chǔ)的潔凈化、以大企業(yè)集團和多元 化經(jīng)營為特征的集約化，即實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化，已成為新時期我國煤炭工業(yè)發(fā)展的方向。普通機械化采煤采用金屬支架加鉸接頂梁；高檔普通機械化采用單位液壓支架加鉸接頂梁。 20 世紀 50 年代英國研制的垛式支架和法國研制的節(jié)式支架代替了木支架 、 金屬摩擦支架，開辟了采煤工作面支護設(shè)備的技術(shù)革命； 60 年代前蘇聯(lián)研制并改進的 OMKT 型掩護式支架（具有四連桿機構(gòu)），解決了支架梁端距變化大的問題，開辟了液壓支架設(shè)計的新時代；70 年代主要是 “ 立即支護 ” 方式； 80 年代以來，為提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，液壓支架在液壓性能和自動化程度方面有了大幅度提高，如美國 、 澳大利亞的大部分長壁工作面都采用了電液控制技術(shù)，可對液壓支架的各種動作功能進行多種方式的程序控制和性能監(jiān)測 。 20 世紀 80 年代以來，開發(fā)了適用于堅硬頂板的大噸位 TZ— 720 型支架，分層開采自動鋪聯(lián)網(wǎng)支架 、放頂煤液壓支架及大流量安全閥和操縱閥等 。為了有效的支護和控制頂板，必須設(shè)計出不同類型和不同結(jié)構(gòu)尺寸的液壓支架。 6． 煤層傾角 根據(jù)煤層傾角決定是否選用防滑裝置。 二柱掩護式液壓支架的工作阻力 780 t，架寬 m，采用 PM4 型紅外線電液控制系統(tǒng)，由采煤機微電腦遠距離控 4 制，支架立柱直徑超過 400 mm，移架速度 10 組 /min。 支架平均工作阻力 6 470 kN（最大為 9 800 kN，支架寬度普遍增大，中心距達到 m，并向 2 m 發(fā)展，增大架寬有利于減少工作面架數(shù) 、 縮短移架時間 、 增加有效工作時間和提高單產(chǎn) 。 PO192345681171210 5 圖 液壓支架工作原理 1頂梁； 2立柱； 3底座； 4推移千斤頂； 5安全閥； 6液控單向閥； 8操縱閥； 9輸送機； 10乳化液泵； 11主供液管； 12主回液管 升柱和降柱 當需要支架上升支護頂板 時，高壓乳化液及進入立柱的活塞腔，另一腔回液，推動活塞上升，使于活塞桿相連接的頂梁緊緊接觸頂板。每個工作面一般由滾筒采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、乳化液泵站和油管等主要設(shè)備組成。此時，推溜千斤頂?shù)幕钊麠U又處于伸出狀態(tài)（ DD 截面），以便完成下一個動作過程。 滯后支護 一般循環(huán)方式為：割煤 — 推溜 — 移架。 采煤機生產(chǎn)能力 (t／ h)=60(